用虚幻引擎构建虚拟城市与数字孪生

如果你能用3D形式复制一整座城市，那么就会有无穷可能。房产商可以让潜在客户在VR中浏览商品房和周边区域，从而完成房地产交易。规划人员可以用它测试城建设计，评估它们对交通和环境的影响。重要景点的虚拟游览项目则能大大促进旅游业。你甚至可以举办VR音乐会，让世界各地的乐迷大串联。

一家可视化工作室已经将这个梦想化为现实。Zoan是一家使用实时技术为各行各业创作各种沉浸式体验的芬兰公司。这家工作室在过去几年中大力推进的一个项目就是以虚拟方式再现芬兰首都赫尔辛基。

虚拟赫尔辛基只是该工作室开展的众多项目之一，但它们都有一个共同的宗旨：用同一个模型创作许多不同类型的内容，从而大大提高投资回报。“使用虚幻引擎，我们能够创作动画、图像、VR、全景式体验。”Zoan的创始人兼首席执行官Miikka Rosendahl说，“对客户来说这是一个全新的理念，因为他们习惯了花钱以后只买到一套图像。现在他们却能得到各种类型的内容。”

赫尔辛基的3D数字复制品

虚拟赫尔辛基是这座城市的3D数字拷贝，它可以用于从VR体验到房地产解决方案的各种用途。它已经被芬兰国家商务促进局搬到了Slush Singapore等展会上，用于宣传赫尔辛基，还在这座城市当选为2019欧洲智能化旅游之都时出现在芬兰的技术展示中。

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开发一座城市的数字复制品当然需要庞大的数据集。这就是Zoan选用虚幻引擎构建该环境的原因之一。“处理庞大的城市文件曾经被认为是不可想象的，因为以前我们只能使用传统的3D建模软件。”Zoan的合伙人兼首席产品官Jonathan Biz Medina解释说，“虚幻引擎能够为我们提供极高质量的实时预览，这让我们一下子就爱上了它，而且从那以后就一直用它。”

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事实上，视觉品质因素正是这家工作室从替代解决方案转向虚幻引擎的原因之一。“一开始，我们用的其实是另一款游戏引擎。但它无法达到我们想要的视觉品质。”Rosendahl说，“后来我们看到了一些用虚幻创作的内容，那视觉效果真是太惊人了。于是我们说‘好吧，如果我们想达到那种照片般逼真的水平，这就是出路。’”

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虽然团队中有些人起初对改换引擎持谨慎态度，但在他们深入了解这种引擎之后，所有的担心很快就烟消云散了。“因为他们发现，使用以蓝图为代表的各种炫酷新工具，能以快得多的速度实现目标。这比他们认为的要容易的多。”Rosendahl说。

蓝图可视化脚本系统通过一套面向可视化而非面向代码的系统，使程序员之外的人员也能掌握虚幻引擎的编程工具。它为团队中技术知识较少的成员提供了进入实时工作流程的捷径。

另一方面，对于精通C++的团队成员来说，虚幻引擎公开的源代码为他们提供了定制和扩展引擎的自由。这是Zoan决定改用实时工具的另一个原因。“这种事我们用其他游戏引擎是做不到的。”Rosendahl说。

使用虚拟建筑和物联网技术的数字孪生

Zoan还通过Zoan数字化建筑提供建筑可视化，这是一种虚拟的设计和施工服务。实时技术是推动这一产品的原动力。“以前我们总是要渲染图像，再等待客户确认。”Medina说，“虚幻却能让我们进行实时更改，我们再也不用等上几个小时来让图像成形了。”

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这对工作室的周转时间产生了显著影响，客户对此非常高兴。Miikka记得，最近在一个建筑可视化项目中，Zoan为了能及时交付，中途从传统渲染改成了实时渲染。“客户看不出质量上有任何差异，而现在他们能快速进行新的迭代了。”他说，“他们问‘怎么回事？’我们说，‘那是我们的新技术。是虚幻引擎。’”

现在Zoan能够在内部完成项目90%的工作，然后上门拜访客户来完成余下的10%，也就是进行更换家具式样之类的小幅调整。“如果使用传统渲染，这绝不可能实现，”Rosendahl说。

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通过发挥实时技术的威力，Zoan的建筑可视化业务模式发生了翻天覆地的变化。使用传统渲染的时候，这家工作室会出售图像和几秒钟长度的动画。有了如照片般逼真的交互式环境后，这种模式就再也没有意义了。“现在我们主要是销售建筑空间，并且在创建空间时配上很酷的光照。”Rosendahl说，“然后我们可以实时截屏和创建动画，这是不可能使用传统渲染流程做到的。”

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实时光线追踪的问世意味着工作室所能提供的作品在品质上又将突飞猛进。“光线追踪的出现对我们来说是非常激动人心的时刻，因为我们可以告诉客户说，我们能交付和传统渲染不相上下的品质，而且能批量产出这种内容。”Rosendahl说，“这在我们看来完全是突破性的。”

Zoan已经走出建筑可视化领域，开始试验数字孪生，即利用虚幻引擎创建实体用户界面，它们可用于与第三方数据交互，例如来自物联网（IoT）传感器的人员流量或数据。

工作室意识到自己为客户创建的逼真3D数字模型往往在营销阶段结束后就被废弃，于是萌生了这个想法。“我们认为，我们可以为客户提供让它们终身受益的价值。”Rosendahl说，“我们发现有了实时技术，就可以提取物联网数据，并且通过我们创建的数字孪生将其可视化。”

用于现场娱乐的增强现实

除了建筑可视化、数字化映射和虚拟城市，Zoan还积极开拓新兴的XR现场娱乐行业。在最近的一个项目中，这家工作室与华纳音乐和芬兰的创作型歌手Vesala协作，在芬兰最大的室内体育馆举办了这位艺术家的现场演唱会。“我们制作了壮观的增强现实体验，让观众能够在演唱会中全程分享同步的AR图层。”Zoan的合伙人兼首席运营官Laura Olin说。

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观众能够通过手机看到鲜花盛开和流星掠过等视觉效果，而且这些效果与Vesala的歌曲保持同步。“实时技术——尤其AR——让我们得以突破创作的界限。”Medina说，“我们能够让创作者随心所欲地自由创作，探索各种艺术可能性，再也不受现实的束缚。”

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无论是为Vesala这样的艺人开辟新的创作道路，还是为房地产开发商提供多元化的营销材料，Zoan坚信实时技术必将改变各行各业的运营环境。这家工作室预计，它的所有客户很快都会突破传统流程的限制来看待问题。“他们再也不会满足于漫长的渲染时间了。”Rosendahl说，“他们不会再为了迭代设计而等待。这改变了游戏规则。”

告别漫长的渲染时间对Zoan首席执行官来说也是一种解脱。“我要承认，渲染农场曾经让我很受伤。”Rosendahl说，“我们为了做某些东西，花了很多钱，结果却没做好。现在可以说‘那都过去了’，这让我们特别高兴。”

来源：Unreal Engine